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高さによってどれほど通信状況が変わるのかをSigfoxで実験！

2019.12.04

こんにちは。株式会社パテントインベストメント代表取締役の草野です。

弊社は、特許などに関する知的財産コンサルティングと遭難・災害救助要請用ドローンの開発を行っています。

遭難・災害救助要請用ドローンは、山での遭難、地震や台風などの災害が発生し携帯電話が通じない時に位置情報を発信して救助の要請を行うというものです。

本ドローンにSigfoxを搭載します。
Sigfoxの優れている点は、通信距離が非常に長くかつ全国に基地局があるため、災害や遭難の際に携帯電話が使えなくなったとしてもあらゆる場所で電波を送受信出来ることです。

しかもドローンによって上空から通信を行うことによって、障害物や電波干渉の影響が大幅に減るため、通信距離も飛躍的に高まる（数百km程度）と思われます。

現在、ドローンの機体を開発中ですが、同時にSigfoxによる通信の性能を確かめる実験を行っています。

以前、街中や地下鉄、山岳地帯でSigfoxによる通信がうまくいくかどうか実験を行い、YouTubeチャンネルでご紹介させていただきました。

高さと電波の届きやすさの関係はどれほど！？

それに続き今回は、Sigfoxを搭載したデバイスを用いて、高い位置から電波を発信すると地上から発信する場合に比べてどの程度基地局で電波を受信できるか、簡単な実験を行いました。

デバイスは、株式会社VALUECAREが販売しているものです。

実験を行った場所は東京スカイツリー、東京タワー、東武百貨店（池袋）の3箇所です。

それぞれ、地上と高い位置で電波を発信し、何個の基地局で電波を受信出来たか、Sigfoxクラウド上で確認を行いました。

• ※一つの地点での電波の発信は、それぞれ位置やタイミングを少し変えて複数回（10～20回前後）行いました。

東京スカイツリー

①地上
1〜3個の基地局で受信しました。

②高さ350mの展望台
全ての場所において15個以上の基地局で電波を受信しました。展望台を周回しながら数十箇所で電波を発信しましたが同じ結果でした。なお、Sigfoxクラウド上では最大15個の基地局の情報しか表示されないため、実際はもっと多くの基地局で受信出来たことは確実だと思われます。

• ※後日Sigfox編集部で確認したところ、200以上の基地局、また、最も遠いところではスカイツリーから110km離れた静岡県伊東市の基地局で受信していました！

③高さ450mの展望台
こちらも全ての場所において15個（表示上限）以上の基地局で電波を受信しました。

東京タワー

①地上（屋内）
0〜1個の基地局で受信しました。あまり通信状況が良くない場所のようで、受信出来ないこともありました。

②高さおよそ150mの展望台（M1）
1〜4個の基地局で受信しました。地上に比べると通信状況が良くなりました。場所やタイミングによって受信出来た基地局の数が変わりました。

③高さおよそ155mの展望台（M2）
6〜15個の基地局で受信しました。高さはM1と5mほどの違いでしたが、通信状況が異なりました。こちらのフロアでは最も通信状況のバラツキが大きく、M1以上に場所やタイミングによって受信出来た基地局の数が変わりました。

④高さ160mのフロア（PF）
全ての場所において15個以上の基地局で受信しました。M1やM2と高さはさほど変わらないのにもかかわらず通信状況が良かったことから、周囲の障害物の影響が少なかったのだと思われます。

⑤高さ250mの展望台
こちらも全ての場所において15個以上の基地局で受信しました。

東武百貨店（池袋）

①地上
全ての場所において1個の基地局で受信しました。

②15F（中央部）
フロアの中央部では3〜5個の基地局で受信しました。

• ※15Fの高さは約60mです

③15F（窓際）
窓の近くでは15個の基地局で受信出来ました。同じ高さでも、障害物の影響が少ない窓際では通信状況が断然良くなるという結果になりました。

実験により分かったこと

高い位置ほど多くの基地局で電波を受信出来ることが実証出来ました。また、池袋の東武百貨店での実験のように、たった60m程度の違いでも、地上に比べて断然通信状況が良くなるということが分かりました。
また、室内のように障害物に囲まれているとその影響も大きく受けることが分かりました。

そのため、ドローンにSigfoxを搭載し、障害物の影響が少ない上空で電波を送受信することで広範囲の通信が出来るということになります。

簡単な実験ではありましたが、高さや障害物の有無が予想以上に電波の送受信に影響することが分かりました。

なお、地上だと障害物だけではなく電波干渉による影響もあると思われます。

以上、実験の結果と考察についてお伝えしました。

本記事の内容についてはYouTubeにもアップしていますので、よろしければご覧下さい。

チャンネル登録もしていただけたらとても嬉しいです！

今後は全国の山岳地帯でのSigfoxの実験を行います。学生山岳部の知り合いが多数いるので、協力していただきます。

その結果についてはまた本ブログやYouTubeで報告します。

本記事をお読みいただきありがとうございました！

著者情報

株式会社パテントインベストメント

代表取締役　草野大悟